毫米波天线在E频段和V频段的新发展
]为短背射天线,工作在55.7~100 GHz,与之前的传统后背射天线相比,有更宽的带宽,更高的增益。如图16,天线由E面矩形波导馈电,蝴蝶偶极子比直偶极子激励提高了效率,副反射器用两个简单的易于精确制造的印刷条代替位于在和蝴蝶偶极子激励器相同的基片的背面。增益为13.8~18.5 dBi,在85 GHz达到峰值,驻波比小于2(绝大多数频带内小于1.5),阻抗带宽大于54%,最大宽边增益大于19 dBi。
文献[12]为平面准八木天线,工作在60~80 GHz,比传统八木天线更紧凑,适合低成本、低介电常数材料制造。天线用折叠偶极子驱动,在低介电常数基片上实现,用低成本厚膜实现;与标准八木天线相比,减小了驱动器长度,允许在低介电常数基片上阵列单元之间更紧密,折叠偶极子驱动得到4:1的阻抗范围,输入阻抗和谐振频率可以通过适当的调节折叠偶极子的参数来调节,使得单个单元的最优化有更多的调节空间,单元的工作带宽近似为1.3:1。测量的阻抗带宽是21%,在60~76 GHz实现增益为3~5 dBi,前后比仿真结果在60~80 GHz大于12 dB。
文献[13]为可重构八木偶极子天线,天线的工作频率从57~66 GHz无线个人区域网和E频段71~86 GHz。天线被印刷在一个石英基板上与射频微机电系统开关集成在一起。包括一个驱动偶极子,两个引向偶极子和一个截断地平面做反射器。通过控制加载在驱动和引向偶极子单元上的射频微机电系统,就实现了天线的工作频率从57~66 GHz无线个人区域网和E频段71~86 GHz之间的切换。天线的端射方向图在两个频段都保持好的性能。如图17,天线增益在低频段在5.5和6.7 dBi之间变化,在高频段在6.5 dBi和9.1 dBi之间变化。
文献[14]为具有阶梯型引向器的准八木天线。天线在传统设计的基础上,通过将准八木天线的单级传统引向器改为梯形多级引向器,天线的增益增加2.2~3.4 dBi,带宽增加了30%。天线在60 GHz的增益达到11.7 dBi,带内交叉极化小于-15 dB,平面尺寸也很小,9.2 mm×10 mm。
5 结论
在无线通信网络高速发展的今天,毫米波天线有着广泛的应用前景,经过大量收集整理E频段和V频段毫米波天线,可以看出近年来,各种材料、各种形式、各种结构的平面天线发展迅速,性能较好,适合很多场合使用,有广泛的应用前景。其中,平面天线由于其尺寸小、易于集成等特点应用尤其广泛。
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